新能源汽车电气技术项目二 新能源汽车低压电源分配系统70页PPT

2018
新能源汽车电气技术
相关知识
任务1 充电的类型和操作使用
新能源汽车的高电压组件采用了自安全设计结构，其控制系统能够可靠识别会给车主和技术 人员带来危险的故障，并立即关闭高电压系统，确保工作部件上不再有危险电压。即便只取
下高 个电故压障部时充基件没电本的有系术一直统语个接盖危板险，。高高电电压压系充的系统电组统也系成的会统自自诊动断关现功闭一能。确高充定电电故压指障系示后统灯会采将用其容记错录设在计故结充障构电码，类存因型储此器仅内出，
这 种情况下可以无危险地继续行驶。通过本任务的学习，熟悉新能源汽车国家高压法规相关要
求。
1. 充电系统基本术语 目前，我国的插电式混合动力汽车与纯电动汽车对 使用的动力电池组采用补充充电或更换两种服务方 式，其服务网络如下图所示。
家用车一般采用直流充电和交流充电方式，商用车一 般采用换动力电池组的方式，如下图所示。
车辆的充电枪装置。 “集成式电缆箱”与连接车辆接口的充电枪之间的电缆连接。
用于车辆接口的充电枪。
便携式充电电缆及其充电插头是交流电压网络与车辆直流高电压车载网络之间的电气连接设备。将交流 电压网络连接到带保护触点的普通家用插座上（不带车载充电器）。比亚迪 e5 使用的这种便携式充电电 缆及其充电插头，针对车辆充电接口始终采用单相设计。插头的设计原理可确保其首先与保护触点连接。 通过搭铁线使车辆搭铁。可将便携式充电电缆及其充电插头放在行李箱内。由于需要使用普通家用插座 将便携式充电电缆及其充电插头连接到交流电压网络上，限制了最大充电电流强度。
（1）便携式充电电缆及其充电插头便携式充电电缆就是一条充电线，像手机一样，只要带着这根线， 任何有普通电源插口的地方都可以充电。其体积和质量均较小，因此使用非常方便，如图所示。

发电机，和起动电池并联给各用电器提供低压电源。 DC-DC 在直流高压输入端接触器吸合后便开始工作， 输出电压标称 13.8V。DC-DC 在上OK 电时、充电 时（包括交流充电、直流充电）、智能充电时都会 工作，以辅助低压铁电池为整车提供低压电源。
v漏电传感器（LS）
v高压电控总成内部装配有漏电传感器。它本身也 是一个动力网 CAN 模块，通过监测与动力电池输 出相连接的正极母线与车身底盘之间的绝缘电阻 来判定高压系统是否存在漏电，漏电传感器将绝 缘阻值信息通过 CAN 信号发送给电池管理器，采 取相应保护措施。
v 收发器将CAN控制器提供的数据转换成电信号发 送至总线，同时监测总线状态并返回给CAN控制 器。
v 高压电控总成，又称“四合一”，集成双向交流逆变式电
机控制器模块、车载充电器模块、DC-DC 变换器模块和高压
配电模块，另内部还装有漏电传感器。主要功能如下：
1)控制高压交/直流电双向逆变，驱动电机运转，实现充、放
v 如图5-10所示，直流斩波器的输出电压有三种调节方式： v （1）脉宽调制(PWM)方式：斩波器的频率不变，只改变脉
冲的宽度； v （2）频率调制方式：脉冲宽度不变，斩波频率可变； v （3）限流控制方式：脉冲宽度和频率都可变，使负载电
流控制在某个特定的最大值和最小值之间。
v 电动汽车直流电机驱动通常采用PWM控制方式，通过斩波 器控制电路控制。
v当网络上的节点发送信息时，信息从发送节点向 传输线的两端发送，每个节点都会检查数据，各 节点根据网络协议可通过滤波仅接收需要的报文， 通信介质采用双绞线、同轴电缆或光纤。
CAN 总线
CAN 总线
v CAN网络系统节点由节点微控制器MCU、CAN 协议控制器和收发器组成。

• 掌握车辆接地概念与纯电动汽车电 网结构；
• 掌握电动车辆绝缘监测方法；
• 掌握电动汽车高压高压系统防护。
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5.1.1高压系统组成
请思考：什么是高压系统？什么是低压系统？
• 电气系统是电动汽车的神经，承担 着能量与信息传递的功能，对纯电 动汽车的动力性、经济性、安全性 等有很大的影响，是电动汽车的重 要组成部分。电气组成：低压电气 系统、高压电气系统、整车网络化 控制系统。
5.1.1高压系统组成
• 纯电动汽车的工作电压在200V以 上，工作电流达数十、甚至数百安 培，当发生高压安全故障，高电压 和大电流不仅危及乘客人身安全还 会影响低压电气的整车工作。
• 在车辆的生产与优化中，电动汽车 的高压系统分为分体式的高压系统 与集成式高压系统。
• 分体式高压系统的高压配电盒、 DC/DC变换器、车载充电机、PTC 加热器控制、电机其控制器等都是 各自独立存在的。
5.1.2 PEU系统
请说说：除了上述故障外，PEU常见故障还有哪些，如何处理？
5.1.3 高压线缆
• 高压元器件之间通过线缆传递电能，而这些线缆对操作者也必然存在高压威 胁，所以国际通用的标准是将这些高压线缆用颜色鲜明的橙色外皮或者护套 保护起来，不仅能起到良好的绝缘作用还有必要的警示效果
5.1.3 高压线缆
5.1.2 PEU系统
• DCDC输出保险
5.1.2 PEU系统
PEU报绝缘故障，请探讨：该项故障如何进行检测？
• 测量各模块对地的阻值，若有异常则检查该模块的连接线束；分别检测OBC 输入L、N 对外壳之间的阻值，应为无穷大，若阻值过小则需拆盖检测该线 内部（L/N）对外壳之间是否有故障，若无则需更换OBC模块。

（1）组成：动力电池、驱动电机和功率变换器等大功率、 高电压的电气设备。
（2）图5-4所示，动力电池的高压能量从正极出发，首先 通过位于驾驶员操控台的高压开关DK1，该开关受低压控 制，作为整车高压电源的总开关及充电开关。经线路2可 以进行充电操作，经线路3与主电机控制器（通过驱动电 机驱动车辆）、直流电源变换器（为低压电源充电）、转 向系统控制器（控制转向助力机构）、制动控制系统控制 器（控制和驱动气泵提供制动能量）及冷暖一体化空调， 最后经过分流器FL流回负极，分流器的作用是检测高压线 路中的电流值。
(3)高效传热和散热机构
传统管片式两器传热管为9.52mm，为市场使用主流。 相比之下，7mm传热管有着重量轻、传热效率高、制 冷剂使用少的优点。 管片式冷凝器一般采用铜管铝片式，但存在换热效率 不足的缺陷，全铜翅片的应用使得在有限的空间内将芯 体的制冷能力发挥到极致。
(4)全焊接、高集成 电动压缩机，安装不受发动机位置的限制，将两器、压 缩机、系统管路、电器控制单元集成为一体。这种结构使 得安装与维修变得非常的简单。
(51.)2.制4冷工系作统原理
克莱森新型货车电动空调
工程车电动空调
3、电动空调系统优点（与传统相比）： ① 电驱动压缩机空调系统可以采用全封闭的HFC134a(目 前汽车空调主要用制冷剂)系统及制冷剂回收技术，整体 的高度密封性可以减小正常运行以及修理维护时制冷剂的 泄漏损失，从而减少了对环境的污染。
② 电动空调的压缩机靠电机驱动，因此可以通过精确的 控制以及在常见热负荷工况下的高效率运行来降低空调系 统的能耗，从而提高整车的经济性。
整个系统采用全焊接形式，实现制冷剂的零泄漏。
技术难点：压缩机、冷凝风扇体积较大，壳体内有两套 单独系统，因此零部件较多，所以整个零部件的布置和产 品造型是很大的难点。

பைடு நூலகம்
任务2 新能源汽车电源系统检修
2．实施步骤 根据实训室的车辆配置，对12V电源系统进行故障诊断，并针对不 同的车型配置，对纯电动汽车DC/DC转换器或PDU（高压控制盒）进行 拆装更换。掌握本次实训课所使用仪器及设备的使用方法，并强调实训 中的安全注意事项。 警告： （1）禁止未参加该车型高压系统知识培训的维修人员拆卸高压系 统，包括手动维修开关、动力电池、驱动电机、电力电子箱、高压配电 单元、高压线束、空调压缩机、交流充电口及交流充电线束、快速充电 口、电加热器、慢充充电器。
任务2 新能源汽车电源系统检修
根据这些判断以及国外车辆在使用过程中的投诉，有些问题出现的 可能性较高，如车辆一段时间不使用（几天或者一周以上），即使在动 力电池满电的情况下，车辆却可能起动不了。
究其原因，主要是因为，控制模块正常工作电压通常是9～16V，亏 电的铅酸/AGM电池一旦输出电流，电压就会持续下降，而DC/DC转换 器给电池补电的通路本身就需要12V电池来吸合控制继电器的线圈来维 持触点闭合。所以按照以往的经验，可用外接蓄电池实现“跨接起动”， 但待车辆起动起来，蓄电池移走以后，车辆控制系统又会全部继续掉电 关闭，这是因为高压蓄电池维持输出需要保证接触器有足够的保持电压 和电流供给，一旦蓄电池供电继续不足，这个系统还是无法正常工作。
图1-2-5 蓄电池报警
任务2 新能源汽车电源系统检修
（2）诊断思路 可能原因：蓄电池本身储电性能故障、DC/DC转换器低压电源故障、 DC/DC转换器内部故障或DC/DC转换器与蓄电池连接电路故障。 （3）检查与排除方法 ①检查蓄电池电压值为9V，表明蓄电池亏电。 ②检查低压熔断丝盒内DC/DC的熔断丝是否正常。 ③检查DC/DC转换器电源正负极供电电路是否正常。 ④检查高压控制盒对接8芯插件的A脚与DC/DC转换器高压2芯插件 的B脚是否导通，高压线束与高压控制盒对接8芯插件的G脚与DC/DC转 换器高压2芯插件的A脚电路是否正常。 ⑤检查DC/DC转换器输出端的搭铁线负极插件端子。

按电池是否可充电分
分类情况
方型锂离子蓄电池和柱形锂离子 蓄电池 沽酸锂离子蓄电池或锰酸锂、磷 酸铁锂离子蓄电池、一次性二氧 化锰锂离子蓄电池 一次性锂离子蓄电池；高容量锂 离子蓄电池；高倍率锂离子蓄电 池；高温锂离子蓄电池；低温锂 离子蓄电池 不可充电电池的和可充电电池
九、锂离子蓄电池的工作原理
锂离子蓄电池在结构上可分为正极、负极、电解液、隔膜、外壳与电极引线五大块。锂离子 蓄电池内部的锂离子在电场的驱动下从正极经过电解质溶液嵌入到负极上完成充电。而放电的过 程则是锂离子由负极到正极运动过程，只是放电过程中锂离子运动路径是通过外电路回到负极的。
传统燃油汽车当发动机转速低时，如果同时使用空调、音响及车灯等，有时“电池的电量 会用尽”。即使发动机仍在运行，有些条件下（如用电器全开）也会出现电力不足现象。而 混合动力汽车和新能源汽车使用动力蓄电池和DC/DC变换器，便不存在这种情况。
混合动力汽车和新能源汽车理论上说也可以省去低压的蓄电池，但实际上还是保留了蓄电 池，如图所示。这样做有两个主要原因：一是保留低压的蓄电池更能够降低车辆的成本，二 是确保电源的冗余度。
五、新能源汽车常用动力蓄电池种类
3.锂离子蓄电池 锂离子蓄电池也是一种储能电池，具有能量密度大、自放电小、平均输出电压高 、无记忆效应、使用寿命长、工作温度范围宽、绿色环保等优点，单体电池电压更是 达到3V以上，因此在许多方面都得到应用，更被广泛应用于新能源汽车。相同质量的 电池组，新能源汽车可以携带数量更多的锂离子蓄电池，使其拥有更高的容量，行驶 更远的里程。但是锂离子蓄电池也存在一定的缺陷，其生产成本高，材料的稳定性较 差，使用时需要合理管理，以防危险事故的发生。 通过以上的分析比较，可以看出锂离子蓄电池的性能最优越，最符合新能源汽车 的动力需求。但锂离子蓄电池种类众多，最具代表性的当属最新研发的磷酸铁锂电其 性能优越、安全性能好、成本较低、价格也合适，是目前最为理想的动力蓄电池。

当所有车门都关闭后，警报器将继续鸣响30s。30s过 后，喇叭和车灯停止警报，并且车门锁定，系统返回启 用状态。遥控防盗系统不会影响车辆的启动或正常运行。
【任务学习】
1.遥控门锁 电源模式OFF状态，短压一次遥控器上的解锁键，
四门解锁，转向灯闪烁三次确认,内灯渐亮,位置 灯点亮。 电源模式OFF状态，短压遥控器上的闭锁键一次， 车辆闭锁四门，转向灯闪烁确认，内灯渐灭， 位置灯熄灭。
【任务学习】
（1）在蓄电池负极线束分成两个搭铁接地点
【任务学习】
（2）前舱线束中总共有9个接地点
【任务学习】
（3）仪表线束的接地点
【任务学习】
（4）底板线束接地点
【任务学习】
（4）底板线束接地点
【任务学习】
1.3新能源汽车12V蓄电池的特点 1.12v低压蓄电池的特点与类型无论是传统汽车、混合动力汽车，
【任务学习】
1.5 新能源汽车12V电源管理系统故障诊断与检修 以吉利EV450纯电动汽车为例，介绍12V电源管理系统故障诊
断与检修方法，其他型号的车辆请参照相关的维修手册或资料。 （1)故障现象 可能原因：蓄电池本身储电性能故障、DC/DC转换器低压电源
故障、DC/DC转换器内部故障或DC/DC转换器与蓄电池连接电路 故障。 (2)检查与排除方法 ①检查蓄电池电压值为9V，表明蓄电池亏电。 ②检查低压熔断丝盒内DC/DC的熔断丝是否正常。 ③检查DC/DC转换器电源正负极供电电路是否正常。 ④检查高压盒高压插件与DC/DC转换器高压插件的插头是否导 通 ⑤检查DC/DC转换器输出端的搭铁线负极插件端子。
【任务学习】
1.2 新能源汽车12V电源系统结构解析 吉利EV450的前机舱电源系统布置如下：由12V

作为一名纯电动汽车销售人员，客户需要你向其介绍日常充电的方 式，以及快充和慢充的利弊，以便客户更好地了解自己的爱车。你能完 成这个任务吗？
任务1 新能源汽车充电系统认知
任务要求
知识要求
1．能够描述新能源汽车充电技术的概况； 2．能够描述新能源汽车充电的方法及优缺点； 3．能够描述新能源汽车充电系统组成与工作原理； 4．能够描述新能源汽车充电操 Nhomakorabea及注意事项。
过直流充电口给动力电池充电。 交流充电（慢充）主要是通过家用电源插头和交流充电桩接入交流 充电口，通过车载充电器将220V交流电转为330V直流电（比亚迪E6为 例）给动力电池进行充电。
任务1 新能源汽车充电系统认知
1）快速充电 常规蓄电池的充电方法一般时间较长，给实际使用带来诸多不便。 快速充电电池的出现，为纯电动汽车的商业化提供了技术支持。 快速充电又称直流快充或应急充电，是以较大直流电流在电动汽车 停车的20min～2h的短时间内，为其提供充电服务，一般充电电流为 150～400A。 快速充电模式的优点是充电时间短。但是，相对常规充电模式，快
任务1 新能源汽车充电系统认知
目前，世界各国都在研究电动汽车的快速充电技术。欧洲已研发出 充电10min可行驶100km的快速充电系统。美国也已经研发出充电6min
可以行驶100km的超快速充电系统。这些系统都采用国际通用的快速充
电标准接口，输入电源可以用交流电，也可以用直流电。 由于快速充电系统需要强大的瞬时功率，所以在快速充电设施中电 网的承载能力是一个关键的制约因素。如果想要把充电速度进一步提高， 从普通电网直接供电基本上不可能。为了解决这个矛盾，技术人员正着 手研发新一代带有储能缓冲环节的超快速充电系统。这项技术目前还处 于早期发展阶段，但已经有示范系统展示。汽车在行驶中充电叫作在线 充电。这也是技术人员将要研究和开发的技术之一。这种技术一旦实施， 车载的电池容量将可以降低。随着电动汽车市场的迅速发展，这些技术 一定会得到广泛的应用并产生巨大的经济效益。

56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
新能源汽车电气技术项目二 新能源汽车 低压电源分配系统
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左